浮阀塔课程设计.docVIP

武夷学院 课程设计说明书 课程名称： 化工原理课程设计 题 目： 板式精馏塔的设计 学生姓名： 叶志鹏 学号： 200941211063 系 别： 环境与建筑工程系 专业班级： 2009级化学工程与工艺 指导老师： 李淑琼 2009年12月 设计任务书 一设计题目 80000吨/年乙醇-水精馏装置设计 二工艺条件 塔型选择：浮阀塔。 原料组成：乙醇-水溶液，年产80000吨；乙醇含量：38%（质量分数，下同）。 年工作日：345天，每天24小时连续运行。 生产能力：9662kg/h。 操作压力：塔顶压力为1.101325×105Pa；塔底压力为[1.101325× 105+N(265~530)]Pa（N为塔板数）。 进料状态与回流比：自选。 三设计要求 塔顶的乙醇含量不小于97%； 塔底的乙醇含量不大于0.5%； 塔顶易挥发组分回收率为99%。 四设计内容 操作条件的确定； 精馏塔的工艺条件计算； 精馏塔主要尺寸的计算； 塔板结构尺寸的的确定； 塔的流体力学验算； 操作性能负荷图； 各接管尺寸的确定。 五设计结果 设计说明书一份； 绘制生产工艺流程图一张； 精馏塔的工艺流程图一张。 目录 1操作条件的确定 1 1.1操作压力 1 1.2进料状态 1 1.3加热方式 1 2物料衡算 1 2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率的平均摩尔质量 1 2.2全塔物料衡算 2 3塔板数的确定 2 3.1气液平衡数据的计算 2 3.2最小回流比和操作回流比 7 3.3操作线方程 8 3.3.1精馏段操作线方程： 8 3.3.2图解法求算理论板数 8 3.3.3实际板层数 8 4精馏塔的工艺及有关物性数据 11 4.1精馏段和提馏段各自平均压力 11 4.1.1精馏段平均压力 11 4.1.2提馏段平均压力 11 4.2精馏段和提馏段各自平均摩尔质量 11 4.2.1精馏段平均摩尔质量 11 4.2.2提馏段平均摩尔质量 12 4.3精馏段和提馏段各自平均温度 12 4.3.1精馏段平均温度 12 4.3.2提馏段平均温度 13 4.4精馏段和提馏段各自平均密度 13 4.4.1精馏段平均密度 13 4.4.2提馏段平均密度 14 4.5精馏段和提留段液相平均表面张力 15 4.5.1精馏段相平均表面张力 16 4.5.2提馏段液相平均表面张力 17 4.6精馏段和提馏段各自平均黏度 17 4.6.1精馏段平均黏度 17 4.6.2提馏段平均黏度 18 5精馏段主要尺寸的计算 18 5.1精馏段的气液负荷 18 5.1.1精馏段 18 5.1.2提馏段 19 5.2塔径的计算 19 5.2.1精馏段塔径的确定 19 5.2.2提馏段塔径的确定 20 5.3精馏塔有效高度 21 5.3.1提馏段有效高度 21 5.3.2提馏段有效高度 21 5.4溢流装置工艺尺寸 21 5.4.1精馏段溢流装置计算 21 5.4.2提馏段溢流装置计算 23 5.5塔板分布情况 24 5.5.1塔板的分块 24 5.5.2浮阀数目及排列 25 6精馏塔流体流体力学性能 29 6.1.1精馏段塔板阻力 29 6.1.2提馏段塔板阻力 30 6.2精馏塔液沫夹带现象验证 31 6.2.1精馏段液沫夹带 31 6.2.2提馏段液沫夹带 31 6.3精馏塔液泛现象验证 32 6.3.1精馏段液泛现象 32 6.3.2提馏段液泛现象 32 6.4精馏塔漏液现象验证 33 6.4.1精馏段漏液现象 33 6.4.2提馏段漏液现象 34 7精馏塔塔板负荷性能图 34 7.1精馏段负荷性能图 34 7.1.1过量液沫夹带线 34 7.1.2液相负荷下限线 35 7.1.3液相负荷上限线 35 7.1.4严重漏液线 35 7.1.5液泛线 35 7.2提馏段负荷性能图 38 7.2.1过量液沫夹带线 38 7.2.2液相负荷下限线 38 7.2.3液相负荷上限线 39 7.2.4严重漏液线 39 7.2.5液泛线 39 8接管选型 42 8.1塔顶蒸汽出口管径 42 8.2回流液管径 43 8.3进料管径 43 8.4釜液排出管径 43 8.5塔釜进气管径 44 1操作条件的确定 1.1操作压力 由于乙醇~水体系对温度的依赖性不强，常压下为液态，为降低塔的操作费用，操作压力选为常压。 其中塔顶压力为1.101325×105Pa； 塔底压力[1.101325×105+N(265~530)]Pa（N为塔板数）。 1.2进料状态 虽然进料方式有多种，但是饱和液体进料时进料温度不受季节、气温变化和前段工序波动的影响，塔的操作比较容